Modelação e simulação de sistemas fotovoltaicos

Os sistemas fotovoltaicos produzem energia eléctrica limpa, e inesgotável na nossa escala temporal. A Agência Internacional de Energia encara a tecnologia fotovoltaica como uma das mais promissoras, esperando nas suas previsões mais optimistas, que em 2050 possa representar 20% da produção eléctrica mundial, o equivalente a 18000 TWh. No entanto, e apesar do desenvolvimento notável nas últimas décadas, a principal condicionante a uma maior proliferação destes sistemas é o ainda elevado custo, aliado ao seu fraco desempenho global. Apesar do custo e ineficiência dos módulos fotovoltaicos ter vindo a diminuir, o rendimento dos sistemas contínua dependente de factores externos sujeitos a grande variabilidade, como a temperatura e a irradiância, e às limitações tecnológicas e falta de sinergia dos seus equipamentos constituintes. Neste sentido procurou-se como objectivo na elaboração desta dissertação, avaliar o potencial de optimização dos sistemas fotovoltaicos recorrendo a técnicas de modelação e simulação. Para o efeito, em primeiro lugar foram identificados os principais factores que condicionam o desempenho destes sistemas. Em segundo lugar, e como caso prático de estudo, procedeu-se à modelação de algumas configurações de sistemas fotovoltaicos, e respectivos componentes em ambiente MatlabTM/SimulinkTM. Em seguida procedeu-se à análise das principais vantagens e desvantagens da utilização de diversas ferramentas de modelação na optimização destes sistemas, assim como da incorporação de técnicas de inteligência artificial para responder aos novos desafios que esta tecnologia enfrentará no futuro. Através deste estudo, conclui-se que a modelação é não só um instrumento útil para a optimização dos actuais sistemas PV, como será, certamente uma ferramenta imprescindível para responder aos desafios das novas aplicações desta tecnologia. Neste último ponto as técnicas de modelação com recurso a inteligência artificial (IA) terão seguramente um papel preponderante. O caso prático de modelação realizado permitiu concluir que esta é igualmente uma ferramenta útil no apoio ao ensino e investigação. Contudo, convém não esquecer que um modelo é apenas uma aproximação à realidade, devendo recorrer-se sempre ao sentido crítico na interpretação dos seus resultados.

Air pollution effects on myocardial infarction

OBJECTIVE: Myocardial infarction is an acute and severe cardiovascular disease that generally leads to patient admissions to intensive care units and few cases are initially admitted to infirmaries. The objective of the study was to assess whether estimates of air pollution effects on myocardial infarction morbidity are modified by the source of health information. METHODS: The study was carried out in hospitals of the Brazilian Health System in the city of São Paulo, Southern Brazil. A time series study (1998-1999) was performed using two outcomes: infarction admissions to infirmaries and to intensive care units, both for people older than 64 years of age. Generalized linear models controlling for seasonality (long and short-term trends) and weather were used. The eight-day cumulative effects of air pollutants were assessed using third degree polynomial distributed lag models. RESULTS: Almost 70% of daily hospital admissions due to myocardial infarction were to infirmaries. Despite that, the effects of air pollutants on infarction were higher for intensive care units admissions. All pollutants were positively associated with the study outcomes but SO2 presented the strongest statistically significant association. An interquartile range increase on SO2 concentration was associated with increases of 13% (95% CI: 6-19) and 8% (95% CI: 2-13) of intensive care units and infirmary infarction admissions, respectively. CONCLUSIONS: It may be assumed there is a misclassification of myocardial infarction admissions to infirmaries leading to overestimation. Also, despite the absolute number of events, admissions to intensive care units data provides a more adequate estimate of the magnitude of air pollution effects on infarction admissions.

Numerical Uncertainty and Its Implications

Copyright © 2014 António F. Rodrigues, Nuno O. Martins. This is an open access article distributed under the Creative Commons Attribution License, which permits unrestricted use, distribution, and reproduction in any medium, provided the original work is properly cited. In accordance of the Creative Commons Attribution License all Copyrights © 2014 are reserved for SCIRP and the owner of the intellectual property António F. Rodrigues, Nuno O. Martins. All Copyright © 2014 are guarded by law and by SCIRP as a guardian.

Funções penalidade para o tratamento das variáveis discretas do problema de fluxo de potência ótimo reativo

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

The usefulness of ultrasound in the classification of chronic liver disease

Chronic Liver Disease is a progressive, most of the time asymptomatic, and potentially fatal disease. In this paper, a semi-automatic procedure to stage this disease is proposed based on ultrasound liver images, clinical and laboratorial data. In the core of the algorithm two classifiers are used: a k nearest neighbor and a Support Vector Machine, with different kernels. The classifiers were trained with the proposed multi-modal feature set and the results obtained were compared with the laboratorial and clinical feature set. The results showed that using ultrasound based features, in association with laboratorial and clinical features, improve the classification accuracy. The support vector machine, polynomial kernel, outperformed the others classifiers in every class studied. For the Normal class we achieved 100% accuracy, for the chronic hepatitis with cirrhosis 73.08%, for compensated cirrhosis 59.26% and for decompensated cirrhosis 91.67%.

Ensaios geomecânicos em rochas metassedimentares do maciço da Mina das Aveleiras (Mosteiro de Tibães): comparação, potencialidades e limitações

Mestrado em Engenharia Geotécnica e Geoambiente

Factores de rentabilização do processo de serragem de granitos com engenhos multi-lâminas

Este trabalho visa apresentar um enquadramento da realidade económica e industrial do sector transformador de granitos ornamentais em Portugal e fazer uma análise do processo de serragem, com engenhos multi-lâminas e granalha de aço, na medida em que este é o método de seccionamento de blocos de granito mais utilizado pelas grandes indústrias do sector. Tendo em conta a importância económica desta operação produtiva na indústria em causa, foi definido como fito deste projecto a análise estatística dos custos de produção; a definição de fórmulas de cálculo que permitam prever o custo médio de serragem; e o estudo de soluções economicamente viáveis e ambientalmente sustentáveis para o problema das lamas resultantes do expurgo dos engenhos. Para a persecução deste projecto foi realizada uma recolha de dados implementando rotinas de controlo e registo dos mesmos, em quadros de produção normalizados e de fácil preenchimento, pelos operadores destes equipamentos. Esta recolha de dados permitiu isolar, quantificar e formular os factores de rentabilização do processo de serragem selecionando, dentro da amostra de estudo obtida, um conjunto de serragens com características similares e com valores próximos dos valores da média estatística. Apartir dos dados destas serragens foram geradas curvas de tendência polinomial com as quais se analisaram as variações provocadas no custo médio de serragem, pelas variações do factor em estudo. A formulação dos factores de rentabilização e os dados estatísticos obtidos permitiram depois o desenvolvimento de fórmulas de cálculo do custo médio de serragem que establecem o custo de produção diferenciado em função das espessuras com, ou sem, a incorporação dos factores de rentabilização. Como consequência do projecto realizado obteve-se um conjunto de conclusões util, para o sector industrial em causa, que evidencia a importancia da Ocupação dos engenhos e rentabilização de um espaço confinado, da Resistência oferecida à serragem pelos granitos, e da Diferença de altura entre os blocos de uma mesma carga, nos custos de transformação.

Sistema de percepção visual para veículos autónomos aéreos

Esta dissertação aborda o problema de detecção e desvio de obstáculos "SAA- Sense And Avoid" em movimento para veículos aéreos. Em particular apresenta contribuições tendo em vista a obtenção de soluções para permitir a utilização de aeronaves não tripuladas em espaço aéreo não segregado e para aplicações civis. Estas contribuições caracterizam-se por: uma análise do problema de SAA em \UAV's - Unmmaned Aerial Vehicles\ civis; a definição do conceito e metodologia para o projecto deste tipo de sistemas; uma proposta de \ben- chmarking\ para o sistema SAA caracterizando um conjunto de "datasets\ adequados para a validação de métodos de detecção; respectiva validação experimental do processo e obtenção de "datasets"; a análise do estado da arte para a detecção de \Dim point features\ ; o projecto de uma arquitectura para uma solução de SAA incorporando a integração de compensação de \ego motion" e respectiva validação para um "dataset" recolhido. Tendo em vista a análise comparativa de diferentes métodos bem como a validação de soluções foi proposta a recolha de um conjunto de \datasets" de informação sensorial e de navegação. Para os mesmos foram definidos um conjunto de experiências e cenários experimentais. Foi projectado e implementado um setup experimental para a recolha dos \datasets" e realizadas experiências de recolha recorrendo a aeronaves tripuladas. O setup desenvolvido incorpora um sistema inercial de alta precisão, duas câmaras digitais sincronizadas (possibilitando análise de informa formação stereo) e um receptor GPS. As aeronaves alvo transportam um receptor GPS com logger incorporado permitindo a correlação espacial dos resultados de detecção. Com este sistema foram recolhidos dados referentes a cenários de aproximação com diferentes trajectórias e condições ambientais bem como incorporando movimento do dispositivo detector. O método proposto foi validado para os datasets recolhidos tendo-se verificado, numa análise preliminar, a detecção do obstáculo (avião ultraleve) em todas as frames para uma distância inferior a 3 km com taxas de sucesso na ordem dos 95% para distâncias entre os 3 e os 4 km. Os resultados apresentados permitem validar a arquitectura proposta para a solução do problema de SAA em veículos aéreos autónomos e abrem perspectivas muito promissoras para desenvolvimento futuro com forte impacto técnico-científico bem como sócio-economico. A incorporação de informa formação de \ego motion" permite fornecer um forte incremento em termos de desempenho.

Biaxial Nematic Order in the Hard-boomerang Fluid

We consider a fluid of hard boomerangs, each composed of two hard spherocylinders joined at their ends at an angle Psi. The resulting particle is nonconvex and biaxial. The occurence of nematic order in such a system has been investigated using Straley's theory, which is a simplificaton of Onsager's second-virial treatment of long hard rods, and by bifurcation analysis. The excluded volume of two hard boomerangs has been approximated by the sum of excluded volumes of pairs of constituent spherocylinders, and the angle-dependent second-virial coefficient has been replaced by a low-order interpolating function. At the so-called Landau point, Psi(Landau)approximate to 107.4 degrees, the fluid undergoes a continuous transition from the isotropic to a biaxial nematic (B) phase. For Psi not equal Psi(Landau) ordering is via a first-order transition into a rod-like uniaxial nematic phase (N(+)) if Psi > Psi(Landau), or a plate-like uniaxial nematic (N(-)) phase if Psi < Psi(Landau). The B phase is separated from the N(+) and N(-) phases by two lines of continuous transitions meeting at the Landau point. This topology of the phase diagram is in agreement with previous studies of spheroplatelets and biaxial ellipsoids. We have checked the accuracy of our theory by performing numerical calculations of the angle-dependent second virial coefficient, which yields Psi(Landau)approximate to 110 degrees for very long rods, and Psi(Landau)approximate to 90 degrees for short rods. In the latter case, the I-N transitions occur at unphysically high packing fractions, reflecting the inappropriateness of the second-virial approximation in this limit.

Simulation and theory of hybrid aligned liquid crystal films

We present a study of the effects of nanoconfinement on a system of hard Gaussian overlap particles interacting with planar substrates through the hard-needle-wall potential, extending earlier work by two of us [D. J. Cleaver and P. I. C. Teixeira, Chem. Phys. Lett. 338, 1 (2001)]. Here, we consider the case of hybrid films, where one of the substrates induces strongly homeotropic anchoring, while the other favors either weakly homeotropic or planar anchoring. These systems are investigated using both Monte Carlo simulation and density-functional theory, the latter implemented at the level of Onsager's second-virial approximation with Parsons-Lee rescaling. The orientational structure is found to change either continuously or discontinuously depending on substrate separation, in agreement with earlier predictions by others. The theory is seen to perform well in spite of its simplicity, predicting the positional and orientational structure seen in simulations even for small particle elongations.

Demixing instability in coil-rod blends undergoing polycondensation reactions

The authors extend their earlier work on the stability of a reacting binary polymer blend with respect to demixing [D. J. Read, Macromolecules 31, 899 (1998); P. I. C. Teixeira , Macromolecules 33, 387 (2000)] to the case where one of the polymers is rod-like and may order nematically. As before, the authors combine the random phase approximation for the free energy with a Markov chain model for the chemistry to obtain the spinodal as a function of the relevant degrees of reaction. These are then calculated by assuming a simple second-order chemical kinetics. Results are presented, for linear systems, which illustrate the effects of varying the proportion of coils and rods, their relative sizes, and the strength of the nematic interaction between the rods. (c) 2007 American Institute of Physics.

Validação da versão brasileira do "Cuestionario para la Evaluación del Síndrome de Quemarse por el Trabajo" em professores

OBJETIVO: Avaliar a validade fatorial e de construto da versão brasileira do "Cuestionario para la Evaluación del Síndrome de Quemarse por el Trabajo" (CESQT). MÉTODOS: O processo de versão do questionário original do espanhol para o português incluiu as etapas de tradução, retrotradução e equivalência semântica. Foi realizada análise fatorial confirmatória e utilizados modelos de equações estruturais de quatro fatores, similar ao da estrutura original do CESQT. A amostra foi constituida de 714 professores que trabalhavam em instituições de ensino da cidade de Porto Alegre, RS, e região metropolitana 2008. O questionário possui 20 itens distribuídos em quatro subescalas: Ilusão pelo trabalho (5 itens), Desgaste psíquico (4 itens), Indolência (6 itens) e Culpa (5 itens). O modelo foi analisado com base no programa LISREL 8. RESULTADOS: As medidas de ajuste indicaram adequação do modelo hipotetizado: χ2(164) = 605,86 (p < 0,000), Goodness Fit Index = 0,92, Adjusted Goodness Fit Index = 0,90, Root Mean Square Error of Approximation = 0,062, Non-Normed Fit Index = 0,91, Comparative Fit Index = 0,92, Parsimony Normed Fit Index = 0,77. O valor de alfa de Cronbach para todas as subescalas foi maior que 0,70. CONCLUSÕES: Os resultados indicam que o CESQT possui validade fatorial e consistência interna adequada para avaliar burnout em professores brasileiros.

Implementação do protocolo eNAL num serviço de radioterapia: um estudo de caso

Mestrado em Radioterapia

Adaptação transcultural Portugal-Brasil do Inventário de Burnout de Maslach para estudantes

OBJETIVO: Realizar a adaptação transcultural da versão em português do Inventário de Burnout de Maslach para estudantes e investigar sua confiabilidade, validade e invariância transcultural. MÉTODOS: A validação de face envolveu participação de equipe multidisciplinar. Foi realizada validação de conteúdo. A versão em português foi preenchida em 2009, pela internet, por 958 estudantes universitários brasileiros e 556 portugueses da zona urbana. Realizou-se análise fatorial confirmatória utilizando-se como índices de ajustamento o χ²/df, o comparative fit index (CFI), goodness of fit index (GFI) e o root mean square error of approximation (RMSEA). Para verificação da estabilidade da solução fatorial conforme a versão original em inglês, realizou-se validação cruzada em 2/3 da amostra total e replicada no 1/3 restante. A validade convergente foi estimada pela variância extraída média e confiabilidade composta. Avaliou-se a validade discriminante e a consistência interna foi estimada pelo coeficiente alfa de Cronbach. A validade concorrente foi estimada por análise correlacional da versão em português e dos escores médios do Inventário de Burnout de Copenhague; a divergente foi comparada à Escala de Depressão de Beck. Foi avaliada a invariância do modelo entre a amostra brasileira e a portuguesa. RESULTADOS: O modelo trifatorial de Exaustão, Descrença e Eficácia apresentou ajustamento adequado (χ²/df = 8,498; CFI = 0,916; GFI = 0,902; RMSEA = 0,086). A estrutura fatorial foi estável (λ: χ²dif = 11,383, p = 0,50; Cov: χ²dif = 6,479, p = 0,372; Resíduos: χ²dif = 21,514, p = 0,121). Observou-se adequada validade convergente (VEM = 0,45;0,64, CC = 0,82;0,88), discriminante (ρ² = 0,06;0,33) e consistência interna (α = 0,83;0,88). A validade concorrente da versão em português com o Inventário de Copenhague foi adequada (r = 0,21;0,74). A avaliação da validade divergente do instrumento foi prejudicada pela aproximação do conceito teórico das dimensões Exaustão e Descrença da versão em português com a Escala de Beck. Não se observou invariância do instrumento entre as amostras brasileiras e portuguesas (λ:χ²dif = 84,768, p < 0,001; Cov: χ²dif = 129,206, p < 0,001; Resíduos: χ²dif = 518,760, p < 0,001). CONCLUSÕES: A versão em português do Inventário de Burnout de Maslach para estudantes apresentou adequada confiabilidade e validade, mas sua estrutura fatorial não foi invariante entre os países, apontando ausência de estabilidade transcultural.

Modeling for control design of a multi-reach water canal

This article addresses the problem of obtaining reduced complexity models of multi-reach water delivery canals that are suitable for robust and linear parameter varying (LPV) control design. In the first stage, by applying a method known from the literature, a finite dimensional rational transfer function of a priori defined order is obtained for each canal reach by linearizing the Saint-Venant equations. Then, by using block diagrams algebra, these different models are combined with linearized gate models in order to obtain the overall canal model. In what concerns the control design objectives, this approach has the advantages of providing a model with prescribed order and to quantify the high frequency uncertainty due to model approximation. A case study with a 3-reach canal is presented, and the resulting model is compared with experimental data. © 2014 IEEE.